泌陽凹陷深凹區(qū)巖性油藏發(fā)育規(guī)律

呂明久,馬義忠,曾 興,何 斌

(中石化河南油田分公司,河南 南陽 473132)

泌陽凹陷深凹區(qū)巖性油藏發(fā)育規(guī)律

呂明久,馬義忠,曾 興,何 斌

(中石化河南油田分公司,河南 南陽 473132)

通過對深凹區(qū)巖性油藏成藏條件的分析認(rèn)為:沉積控制了深凹區(qū)巖性油藏的空間分布;三角洲前緣發(fā)育優(yōu)質(zhì)儲集體及優(yōu)質(zhì)烴源巖;湖侵體系域是優(yōu)質(zhì)烴源巖發(fā)育的有利層位,也是油氣富集的有利層位。以此指導(dǎo)泌陽凹陷深凹區(qū)巖性油藏勘探,選擇泌陽凹陷較大型沉積體系——侯莊三角洲前緣、古城三角洲前緣及平氏扇三角洲前緣為巖性油藏勘探突破點,其湖侵體系域為巖性油藏勘探突破的層系。在侯莊三角洲前緣安店地區(qū)泌 354井及多物源交匯處的畢店地區(qū)泌 359井取得新突破,打破了深凹區(qū)油氣勘探的阻滯局面。

泌陽凹陷;巖性油藏;三角洲前緣;湖侵體系域;油氣聚集

引 言

泌陽凹陷自“九五”末油氣深化勘探以來,在北部斜坡帶及南部陡坡帶均取得了突破性進展,然而在深凹區(qū)巖性油藏勘探卻未有任何進展。隨著泌陽凹陷深化勘探的不斷深入,“突破禁區(qū),下凹找油”已迫在眉睫。針對泌陽凹陷深凹區(qū)巖性油藏的發(fā)育規(guī)律的研究亦明顯滯后于勘探實踐的發(fā)展需求,在某種程度上制約了凹陷油氣藏勘探及整體部署,因此,迫切需要對其進行系統(tǒng)研究,以加快該類油氣藏的勘探突破。洲、東北部的候莊辮狀河三角洲、南部的平氏扇三角洲三大物源體系砂體繼承性發(fā)育,是構(gòu)成泌陽凹陷儲層發(fā)育的物質(zhì)基礎(chǔ)。至核一段時泌陽凹陷已被三角洲平原填平補齊,僅在局部殘留有小湖盆。

泌陽凹陷發(fā)育的南北兩大物源體系,多個砂體環(huán)繞生油區(qū)分布,砂體以扇形或指狀從凹陷邊緣伸向生油區(qū)內(nèi)。由于生、蓋層面積大,砂體分布廣,大于 20%的砂層分布范圍就占生、蓋層區(qū)面積的88%以上(圖 1)。砂體與生、蓋層大面積接觸為油氣運移和聚集創(chuàng)造了條件。

南部扇三角洲砂體平面展布為扇形,其前緣亞相構(gòu)成了泌陽凹陷南部的幾個油田的主要儲層。其中平氏扇三角洲規(guī)模最大,砂體由南向北呈扇形展布,從南西向北東方向,沉積微相的分布依次為近源水下分支流河道微相—中遠水下分支流河道微相—河口壩微相—遠砂壩、前緣席狀砂微相。平氏三角洲油氣聚集量最大,是雙河、趙凹油田的主要儲層;栗園砂體規(guī)模較小,是安棚油田的主要儲集層。栗園扇三角洲砂體在平面上具有南東—北西向展布特點,平面幾何形態(tài)呈扇形或舌狀。由于栗園扇三角洲砂體分布范圍較小,遠砂壩、前緣席狀砂微相帶較窄,而水下分支流河道微相帶較寬,因此栗園砂體的單砂層厚度變化大。

北部的侯莊三角洲砂體是泌陽凹陷分布最廣的

1 泌陽凹陷沉積體系分布特征

泌陽凹陷物源豐富,砂體發(fā)育,具典型陸相伸展斷陷盆地的多物源、快速堆積的特征[1]。南部沿邊界斷裂發(fā)育了平氏、栗園、梨樹凹、下二門、長橋等一系列規(guī)模大小不等的扇三角洲砂體,北部斜坡帶則發(fā)育了侯莊、王集、張廠、古城等一系列三角洲砂體,這些砂體多伸入深湖—半深湖區(qū),生儲油層互間,油氣具有向外運移的良好輸導(dǎo)條件[2]。軸向物源 (即東西向水系)在古近系具繼承性,尤其是東北端入湖的三角洲和西北端入湖的三角洲自核三段前就已具雛形,核三、核二段向盆內(nèi)的進積和加積逐漸加強,期間西北部的古城、張廠三角砂體,分布面積可達200 km2,向南直插入深凹區(qū)至安棚一帶。該砂體主要表現(xiàn)出 2個展布方向,一支沿孫崗—下二門向南展布,另一支沿新莊—王集向西展布,構(gòu)成了下二門、王集、新莊油田的主要儲集層。

圖 1 泌陽凹陷沉積體系與油氣分布關(guān)系

西北斜坡發(fā)育有古城、張廠 2個遠源三角洲,面積分別為 70 km2和 65 km2。古城三角洲砂體呈北西向伸長的舌狀展布,走向與狹窄的古城鼻狀構(gòu)造一致,被南西西走向的斷裂系統(tǒng)橫切形成古城斷鼻群,油氣呈聚斂式向西北運移,同時被斷層阻擋形成以斷鼻油藏為主的古城油田。從形態(tài)上看,砂體呈朵狀體深入湖盆,主體方向延伸 11 km,側(cè)向延伸 2 km,主體面積 20 km2。

2 三角洲前緣相帶的巖性圈閉成藏條件

2.1 三角洲前緣相帶優(yōu)質(zhì)烴源巖發(fā)育

沉積物中有機質(zhì)的多少取決于沉積環(huán)境中生物的多少和氧化 -還原條件。其中生物的多少與養(yǎng)分供應(yīng)的多少密切相關(guān)。研究表明,最有利的有機質(zhì)富集場所是三角洲前緣的分流間灣,前三角洲次之,深湖區(qū)最低(表 1)。

表 1 泌陽凹陷核三段不同沉積環(huán)境有機碳含量

從藻類分布特征看,三角洲前緣和前三角洲地帶藻類豐富,如位于平氏扇三角洲前緣——前三角洲的雙河地區(qū),核二段Ⅱ砂組藻含量為 13.9%,核二段Ⅲ砂組藻含量為 5.6%;位于古城—侯莊三角洲前緣——前三角洲的北部斜坡內(nèi)帶,核二段Ⅱ砂組藻含量為 110.2%,核二段 Ⅲ砂組藻含量為5.4%。深湖區(qū)藻類含量較少,位于深湖區(qū)的安棚地區(qū)核二段Ⅱ砂組藻含量 3.8%,核二段Ⅲ砂組藻含量為 1.3%。泌陽凹陷核桃園組中的藻類主要是園球藻、盤星藻、渤海藻和褶皺藻,不同的地區(qū),藻類含量不同,三角洲前緣地帶和前三角洲地帶多,而深湖區(qū)少。藻類是有機質(zhì)的重要來源,因此藻類多的地區(qū),有機質(zhì)含量通常也較高。

三角洲前緣分流間灣和前三角洲環(huán)境有機質(zhì)和藻類含量比深湖區(qū)高是由于前兩者有 3個有利條件:①鄰近河口,河流帶來的豐富養(yǎng)分供給充分,生物繁榮,有機質(zhì)產(chǎn)量高;②水體較深,屬于還原環(huán)境,有利于有機質(zhì)保存;③沉積速度較快,也有利于有機質(zhì)保存。而深湖區(qū)雖然水深,環(huán)境是還原的,有利于有機質(zhì)保存,但由于養(yǎng)分供應(yīng)不如前三角洲,有機質(zhì)產(chǎn)量低。此外,其沉積速度也較慢,不利于有機質(zhì)保存。

2.2 核三段不同砂組烴源巖的分布特征

對于凹陷的主要目的層段——核三段自上而下分 8個砂組,即Ⅰ—Ⅷ砂組,按構(gòu)造旋回可分為核三上段和核三下段;其中Ⅰ—Ⅳ砂組屬核三上段,Ⅴ—Ⅷ砂組屬核三下段?？傮w上說來,核三上沉積時期湖侵范圍比核三下廣,因此核三上的暗色泥巖比核三下發(fā)育,而核三上的有機碳含量普遍比核三下高。對于砂組來說,凡是暗色泥巖含量高的砂組,其有機碳含量也高,而這些砂組也是湖侵廣的層位。從藻類分布看,湖侵期藻類發(fā)育。例如核三段的 8個砂組中,Ⅰ砂組湖侵最廣泛,其藻類含量也最高;其他砂組也類似。

2.3 三角洲前緣相帶儲集體物性

凹陷的儲層主要形成于三角洲環(huán)境。三角洲相中,不同亞相和微相形成的儲層其質(zhì)量是不同的。首先,三角洲前緣沉積的儲層的質(zhì)量比三角洲平原的好,這主要表現(xiàn)在 2個方面:一是物性好,二是砂體側(cè)向連續(xù)性好。三角洲前緣處于淺湖區(qū),波浪作用強,水體能量高。水下分流河道帶來的砂質(zhì)沉積物又受到湖浪的淘洗,來回搬運,因此砂體分選、磨圓較好,泥質(zhì)含量低,孔隙發(fā)育,儲集層物性好。此外,淺湖沿岸流的可將砂質(zhì)沉積物平行湖岸側(cè)向搬運和改造,因此砂體側(cè)向連續(xù)性好,呈席狀。而三角洲平原上,沉積物一旦在分流河道中沉積下來,就再也不動了,沒有二次搬運、分選和磨圓,尤其是洪水期的沉積,因此其分選和磨圓比三角洲前緣的差,泥質(zhì)含量高,孔隙發(fā)育的較差。此外,由于沒有沿岸流的側(cè)向搬運和改造,砂體側(cè)向連續(xù)性較差,尤其是曲流河三角洲。這種差別,是泌陽凹陷中絕大部分油氣儲集在三角洲前緣砂體中的重要原因。至于前三角洲,以泥巖沉積為主,但發(fā)洪期和風(fēng)暴期可有薄層砂巖、粉砂巖沉積。這類砂體由于沉積于低能環(huán)境,泥質(zhì)含量高,儲集層物性差。其次,砂體的高滲透帶與微相密切相關(guān),通常位于分流水道砂體和河口壩砂體內(nèi),高滲透帶的走向與砂體的等厚線平行,即水流方向平行,砂體厚度大的帶也是滲透率高的帶。

凹陷發(fā)育 3種類型的三角洲,即扇三角洲、辮狀河三角洲和曲流河三角洲。不同類型的三角洲,其砂體的儲集層物性有一定差異。曲流河三角洲最好(如古城油田),平均孔隙度為 33%、平均滲透率為 1.102μm2;辮狀河三角洲次之 (如王集油田),平均孔隙度為 19.3%、平均滲透率為 0.84 μm2;扇三角洲相對最差 (如雙河油田),平均孔隙度為 18.9%、平均滲透率為 0.716μm2。

2.4 三角洲前緣相帶具有形成巖性圈閉的有利條件

根據(jù)層序地層學(xué)研究,在湖侵期和高位期,三角洲前緣相帶一般發(fā)育退積式或進積式準(zhǔn)層序。伴隨著岸線的后退,沉積物在斜坡上的堆積使得斜坡坡度逐漸大于沉積坡度,易發(fā)生斷裂或滑塌形成斷坡扇;再者,三角洲砂前緣相帶水下分流河道和濁流溝道砂體發(fā)育,受沉積古地形限制和湖水波浪的改造作用,可形成砂巖透鏡體和一定規(guī)模的灘壩砂沉積[3-4]。這些砂體被非滲透性的深湖泥巖所圍限,可形成巖性圈閉;或者與周邊隆起構(gòu)造配置形成巖性側(cè)緣尖滅圈閉。

3 實例分析

泌陽凹陷近期油氣勘探在富油氣凹陷“滿凹含油”“下洼找油”等勘探理念指導(dǎo)下[5-7],跳出二級構(gòu)造帶范圍,實施全凹陷整體部署與勘探,其中把巖性油氣藏作為近期主要勘探目標(biāo),把三角洲前緣作為巖性油藏突破的有利區(qū)帶,把湖侵體系域作為巖性油藏勘探突破的有利層系,利用地震屬性分析、儲層預(yù)測等手段[8-9],在侯莊三角洲前緣程店地區(qū)部署的泌 354井及古城、平氏等三角洲前緣多物源交匯處畢店地區(qū)部署的泌 359井取得突破,打破了泌陽凹陷洼陷區(qū)巖性油氣藏勘探沉寂多年的阻滯局面。

3.1 侯莊三角洲前緣安店地區(qū)泌 354井的突破

泌 354井部署在泌陽凹陷最大的侯莊三角洲前緣的安店地區(qū),是泌陽凹陷首輪油氣勘探 30多年后的第 1口下凹探井。通過對該區(qū)巖性油氣藏成藏控制作用的分析,認(rèn)為侯莊三角洲前緣是最有利的巖性油藏發(fā)育區(qū),并把湖侵體系域的核三段二、三砂組作為勘探的主要目的層,開展砂層對比追蹤,并應(yīng)用地震波形及平均加權(quán)頻率分析等開展巖性油藏預(yù)測,在程店南部核桃園組三砂組中段發(fā)現(xiàn)近似透鏡狀砂體,部署泌 354井鉆探。泌 354井設(shè)計井深 3 300 m,在 1 923～3 043 m錄井見油氣顯示 60 m/16層,解釋油層 15.9 m/5層,差油層 18 m/4層,完井后對 2 761.4～2 777.9 m試油,獲 68 t/d的高產(chǎn)工業(yè)油流,天然氣 3 800 m3/d。該井的成功勘探,表明老區(qū)可找到新的巖性油藏勘探領(lǐng)域。目前,相繼部署泌 364井、泌 365井展開進一步勘探,泌陽凹陷深凹區(qū)巖性油藏有望成為明后年儲量主要接替區(qū)。

3.2 古城、平氏等三角洲前緣多物源交匯處畢店地區(qū)泌 359井的突破

該井設(shè)計井深 2 273 m完鉆,錄井在井深 976～2 074 m見油氣顯示 105 m/38層,其中油斑 45 m/12層,油跡 43 m/16層,熒光 17 m/10層。測井解釋在井段 976.6～1 976.4 m解釋油層 12 m/5層,差油層 17.1 m/7層。在 1 649.5～1 665.4 m井段,測試二開抽汲日產(chǎn)油為 26.13 t/d。該井在畢店地區(qū)首次發(fā)現(xiàn)高產(chǎn)含油區(qū)塊,展示泌陽凹陷老區(qū)精細勘探的較大潛力。

4 結(jié) 論

泌陽凹陷深凹區(qū)巖性油藏空間分布受沉積作用控制;三角洲前緣發(fā)育優(yōu)質(zhì)儲集體及優(yōu)質(zhì)烴源巖;同時也是油氣富集的有利層位。因此,泌陽凹陷較大型沉積體系——侯莊三角洲前緣、古城三角洲前緣,平氏扇三角洲前緣為巖性油藏發(fā)育的有利區(qū)帶。結(jié)合具體的勘探開發(fā)實踐,在侯莊三角洲前緣程店地區(qū)部署的泌 354井及多物源交匯處的畢店地區(qū)部署的泌 359井取得新突破,打破了深凹區(qū)油氣勘探的阻滯局面,為泌陽凹陷后續(xù)的油氣勘探提供有力的指導(dǎo)和借鑒。

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編輯 林樹龍

TE122.2

A

1006-6535(2010)05-0026-04

20091230;改回日期:20100629

中石化股份公司項目“泌陽凹陷穩(wěn)產(chǎn)資源基礎(chǔ)及關(guān)鍵技術(shù)”(P08036)

呂明久 (1961-),男,高級工程師,1984年畢業(yè)于西北大學(xué)石油及天然氣地質(zhì)專業(yè),主要從事油田勘探研究及管理工作。